一种水除氧布液器及降膜式蒸汽发生器的制作方法

本发明涉及换热设备，尤其涉及一种水除氧布液器及降膜式蒸汽发生器。

背景技术：

1、蒸汽发生器运行过程中，需要持续向蒸发区域补充液态水。补充水中通常含有一定量的溶解氧，在高温条件下，溶解氧容易对蒸汽发生器内部的管板、壳体及其连接部位等金属结构产生氧化腐蚀，进而影响设备长期运行的可靠性。因此，在补充水进入主要蒸发区域之前对其进行预热除氧，是蒸汽发生设备运行过程中需要考虑的问题。

2、现有壳管式蒸汽发生器通常由壳体、换热管、管板、水室以及蒸汽出口等组成，液态水位于换热管外侧，高温换热介质在换热管内流动并通过管壁向液态水传递热量，使液态水受热蒸发。对于满液式蒸汽发生器，液态水通常需要浸没一定高度的换热管束，由此形成的水静压头会使不同高度位置的实际沸腾条件存在差异，并可能对设备启动过程和换热效率产生影响。

3、针对补充水中的溶解氧，现有技术通常采用热力除氧方式。一类方案是在蒸汽发生器外部独立设置除氧装置，例如淋水盘式除氧器、喷雾填料式除氧器或者旋膜式除氧器，通过将液态水分散成水滴、水膜或者薄层水流，使其与高温蒸汽充分接触，利用蒸汽对液态水进行加热，使水温升高并促使溶解氧析出。该类外置式除氧装置能够实现较为独立的预热除氧过程，但通常需要设置单独的除氧容器以及相应连接管路，占用额外安装空间，不利于蒸汽发生设备的紧凑化布置。

4、另一类方案是将除氧结构直接设置于蒸汽发生器内部。例如，可在给水进入主体蒸发区域之前设置储水空间、喷淋结构、折流结构或者扩展换热区域，使液态水在设备内部经过喷淋、折流或者延长流动路径，并利用蒸汽发生器内部已有蒸汽或者换热部件提供的热量对给水进行预热，使液态水升温后析出溶解氧，再将经过预热除氧的液态水输送至后续换热管区域进行蒸发。该类内置式方案减少了独立外置除氧设备和连接管路，有利于提高系统集成程度。

5、但是，在蒸汽发生器内部空间有限的条件下，上述内置式除氧结构能够提供给补充水的预热路径和有效换热面积仍受到设备内部空间限制。尤其是采用设备自身热量对给水进行预热时，补充水在进入主体蒸发区域之前能够直接利用的换热面积有限，液态水可能尚未获得较充分的升温即进入后续蒸发区域，使预热除氧过程仍存在进一步提升空间。

6、此外，为了在有限空间内增加液态水与换热结构之间的接触时间，现有内置式方案可通过设置折流结构使液态水改变流动方向并延长流动路径。然而，液态水绕过折流结构时，折流结构背流侧容易形成流动相对较弱的区域，使不同位置液态水的流动状态和受热程度存在差异，进而影响预热及除氧过程的均匀性。

7、同时，对于后续仍采用满液蒸发方式的蒸汽发生器，即使补充水已经经过一定程度的预热除氧，液态水仍需要进入具有一定液位高度的满液蒸发区域继续吸热直至沸腾。因此，如何进一步利用蒸汽发生器内部已有换热区域，在补充水进入满液蒸发区域之前提高其预热程度和除氧充分性，并减少最终满液蒸发区域承担的显热升温负荷，仍存在进一步改进空间。

8、因此，在现有技术已经能够通过外置式或内置式热力除氧结构对蒸汽发生器补充水进行预热除氧的基础上，如何在保持设备结构紧凑的情况下，进一步提高补充水进入主体蒸发区域之前的换热利用程度和除氧效果，改善折流换热过程中局部液态水流动及换热不均的问题，并降低后续满液蒸发区域较高液位所产生的静压头影响，仍是需要进一步解决的问题。

技术实现思路

1、为解决现有技术中蒸汽发生器内置除氧结构对给水的预热和除氧仍不充分，以及液态水在折流换热过程中局部流动不充分、换热不均的问题，本发明的一个目的在于提供一种水除氧布液器。

2、为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：一种水除氧布液器，包括布液器组件；所述布液器组件内沿液态水流动方向依次设有折流换热区和降膜换热区；所述折流换热区内设有交错布置的前折流板和后折流板，以形成折流通道；所述布液器组件设有与所述折流换热区连通的蒸汽引入接口，所述蒸汽引入接口与所述前折流板和/或所述后折流板的背流侧区域连通；所述降膜换热区设有供液态水在重力作用下向下流动的降膜流道。

3、进一步的，所述折流换热区下部设有折流底板，所述折流底板设有通流孔；所述折流底板下方设有第二均流板，挡水板设置于所述折流底板与所述第二均流板之间，并位于所述通流孔下方。

4、进一步的，所述降膜换热区包括依次设置的第一降膜区和第二降膜区，所述第一降膜区与所述第二降膜区之间设有接水盘，所述接水盘用于承接由所述第一降膜区流出的液态水并将液态水分配至所述第二降膜区。

5、进一步的，所述第二降膜区下方设有第一均流板，所述第一均流板与所述布液器组件的侧壁底部配合形成液封区，所述第一均流板设有与所述液封区连通的第一通流孔。

6、进一步的，所述布液器组件的侧壁设有滤网，所述滤网内侧设有挡液导气板，所述挡液导气板与所述滤网之间形成连通所述布液器组件内部与外部的气流通道。

7、进一步的，所述布液器组件包括第一侧板、第二侧板以及上盖板；所述第一侧板与所述第二侧板相邻设置，所述上盖板连接于所述第一侧板和所述第二侧板的上部，所述第一侧板、第二侧板和上盖板共同限定所述布液器组件的内部空间。

8、为解决现有技术中蒸汽发生器给水预热除氧过程与后续蒸发换热过程协同性不足，以及满液蒸发区域液位较高导致静压头较大的问题，本发明的另一目的在于提供一种降膜式蒸汽发生器。

9、为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：一种降膜式蒸汽发生器，包括壳体、若干换热管、排气管组件以及上述所述的水除氧布液器；所述布液器组件设置于所述壳体内，其中一部分所述换热管穿设于所述布液器组件，并分别位于所述折流换热区和所述降膜换热区内；所述壳体内位于所述布液器组件下方形成满液蒸发区，另一部分所述换热管位于所述满液蒸发区；所述排气管组件通过第一分汽管和第二分汽管分别与所述布液器组件上对应的蒸汽引入接口连通。

10、进一步的，还包括第一进水管和第二进水管，所述第一进水管和所述第二进水管分别从所述壳体的两侧伸入，并与所述折流换热区连通。

11、进一步的，所述第一进水管和所述第二进水管的出水端分别位于所述折流换热区的相对两侧。

12、进一步的，所述降膜换热区包括第一降膜区和第二降膜区，穿设于所述布液器组件的换热管包括分别位于所述折流换热区、第一降膜区和第二降膜区内的折流换热管束、第一降膜换热管束和第二降膜换热管束。

13、进一步的，所述第一降膜换热管束和所述第二降膜换热管束沿液态水流动方向间隔设置，所述接水盘设置于所述第一降膜换热管束与所述第二降膜换热管束之间。

14、进一步的，所述第一分汽管和所述第二分汽管中的至少一者对应的蒸汽输送路径上设有泵。

15、进一步的，所述壳体内设有支撑板组件，所述支撑板组件位于所述布液器组件下方并对所述布液器组件进行支撑定位。

16、有益效果：

17、1.通过前折流板和后折流板交错形成折流通道，能够延长液态水在折流换热区内的流动路径，增加液态水与换热部件之间的换热时间；同时，通过在折流换热区设置与折流板背流侧区域连通的蒸汽引入接口，使引入的蒸汽进入背流侧区域，能够改善该区域液态水流动不充分的问题，并通过蒸汽与液态水之间的换热提高液态水温度、促进溶解氧析出；经折流换热后的液态水进一步进入降膜换热区继续进行预热和除氧，从而提高给水预热除氧的充分性。

18、2.通过折流底板的通流孔将折流换热后的液态水向下导流，并利用挡水板对集中下落的液态水进行缓冲，再由第二均流板进行重新分配，能够减小集中水流对下游布液的影响，使进入降膜换热区的液态水分布更加均匀。

19、3.通过设置依次分布的第一降膜区和第二降膜区，并在二者之间设置接水盘，能够对经过第一降膜区的液态水进行承接和再次分配，使液态水较均匀地进入第二降膜区，有利于提高多级降膜换热过程的连续性和布液均匀性。

20、4.通过第一均流板与布液器组件的侧壁底部配合形成液封区，使经过第二降膜区的液态水能够经第一通流孔进入下游满液蒸发区，同时有利于限制降膜过程中析出的气体进入下游满液蒸发区，实现气液隔离，有利于后续蒸发过程稳定进行。

21、5.通过挡液导气板与滤网配合形成气流通道，能够对随气流运动的液滴进行阻挡，并为预热除氧过程中析出的含氧气体提供排出路径，有利于减少液滴随气流排出，提高气液分离效果。

22、6.通过第一侧板、第二侧板和上盖板共同限定布液器组件的内部空间，能够为折流换热区、降膜换热区及相关布液结构提供集成布置空间，并对液态水的流动区域进行限定，有利于提高水除氧布液器的结构紧凑性和整体集成程度。

23、7.通过使一部分换热管穿设于布液器组件的折流换热区和降膜换热区，使补充水在进入满液蒸发区之前即可利用换热管进行预热和除氧，有利于充分利用蒸汽发生器内部的换热面积；另一部分换热管位于下方的满液蒸发区，用于后续蒸发过程。同时，排气管组件通过第一分汽管和第二分汽管将蒸汽发生器自身产生的部分蒸汽引入折流换热区，能够利用设备内部蒸汽参与前端预热除氧，实现给水预热除氧与后续蒸发换热的协同，并有利于降低满液蒸发区的预热负荷、液位高度及静压头影响，缩短设备启动时间。

24、8.通过第一进水管和第二进水管分别从壳体两侧伸入折流换热区，能够减少单侧集中进水引起的流量分布偏差，使液态水更加均匀地进入折流换热区，有利于为后续折流换热和除氧提供较均衡的进水条件。

25、9.通过将第一进水管和第二进水管的出水端分别设置于折流换热区的相对两侧，能够扩大进水在折流换热区内的覆盖范围，降低局部区域进水量过大或过小的情况，有利于提高折流换热区内水流分布及换热的均匀性。

26、10.通过在折流换热区、第一降膜区和第二降膜区内分别设置折流换热管束、第一降膜换热管束和第二降膜换热管束，使换热管能够直接参与液态水的多阶段预热除氧过程，有利于充分利用蒸汽发生器内部的换热面积，使液态水沿流动方向逐级升温并促进溶解氧析出，提高预热除氧过程与后续蒸发过程的衔接程度。

27、11.通过将第一降膜换热管束和第二降膜换热管束间隔设置，并在二者之间设置接水盘，能够对经过第一降膜换热管束后的液态水进行集中承接和再次布液，减少第一阶段降膜换热后形成的液体分布偏差，使液态水较均匀地进入第二降膜换热管束，有利于提高第二阶段降膜换热的稳定性。

28、12.通过在第一分汽管和第二分汽管中的至少一者对应的蒸汽输送路径上设置泵，能够为蒸汽由排气管组件向折流换热区输送提供驱动力，使蒸汽能够输送至折流板的背流侧区域，以改善该区域液态水的流动状态，并促进蒸汽与液态水之间的换热。

29、13.通过在布液器组件下方设置支撑板组件，能够对布液器组件进行支撑和定位，使布液器组件与换热管之间保持预定的相对位置，有利于保证折流换热区、降膜换热区与相应换热管束之间的配合稳定性。